基于前后隨機(jī)輪DES算法的智能卡DPA攻擊研究.pdf

1、隨著芯片技術(shù)的快速發(fā)展，智能卡在軍事、金融、政府等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，針對(duì)智能卡密碼破解的犯罪率也越來越高。目前智能卡的密碼破解方法可分為兩類:針對(duì)密碼體系的數(shù)學(xué)破解和利用旁路信息進(jìn)行破解，后者的代表就是旁路攻擊。功耗攻擊是旁路攻擊的一種主要手段，其利用密碼算法執(zhí)行過程中泄露的功耗和處理數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性恢復(fù)出與密鑰相關(guān)的信息，其中，差分功耗攻擊由于攻擊能力強(qiáng)，與具體加密算法無關(guān)，成為了智能卡密碼破解的重要手段。目前針對(duì)功耗攻擊

2、的新型智能卡防御措施主要有掩碼技術(shù)和隨機(jī)輪技術(shù)。與掩碼技術(shù)相比，隨機(jī)輪實(shí)施步驟簡(jiǎn)單、代價(jià)小，是智能卡主要采取的防御措施。隨機(jī)輪技術(shù)按照加入隨機(jī)輪的位置可分為前后隨機(jī)輪和中間隨機(jī)輪。
　　本文在研究智能卡差分功耗攻擊與防御的基礎(chǔ)上，針對(duì)前后隨機(jī)輪防御措施，根據(jù)攻擊節(jié)點(diǎn)的不同首次提出了累加攻擊算法和分段攻擊算法，通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)了智能卡加密密鑰，證明前后隨機(jī)輪不能抵抗差分功耗攻擊。具體工作如下:
　　(1)軟硬件結(jié)合實(shí)現(xiàn)一般

3、智能卡差分功耗攻擊。根據(jù)DES算法和差分功耗攻擊原理，結(jié)合功耗數(shù)據(jù)相關(guān)模型，使用MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)了對(duì)一般智能卡的差分功耗攻擊，并搭建硬件攻擊平臺(tái)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;
　　(2)針對(duì)前后隨機(jī)輪建立了兩種差分功耗攻擊模型，提出了累加攻擊算法和分段攻擊算法。根據(jù)前后隨機(jī)輪的防御特點(diǎn)，分別對(duì)功耗曲線的前(DR+1)輪功耗求平均值或逐段攻擊以恢復(fù)密鑰，即累加攻擊和分段攻擊，并用MATLAB仿真進(jìn)行驗(yàn)證;根據(jù)分段攻擊算法的計(jì)算結(jié)果對(duì)密鑰判斷方